Gustoća metala u kg / m3: tablica. Eksperimentalno i teorijsko određivanje gustoće

Metali u kemijki elementi koji čine velik dio periodnog utava koji e koriti u kemijkim elementima. I. Mendelejeva. U ovom ćemo članku razmotriti njihovo tako važno fizičko svojstvo kao što je gustoća, a također ćemo dati tablica gustoće metala u kg / m3 .

Gustoća tvari

Prije nego što se pozabavimo gustoćom metala u kg/m3, upoznajmo se sa samom fizičkom veličinom. Gustoća se odnosi na omjer tjelesne mase i njegovog volumena u svemiru, što se matematički može zapisati na sljedeći način:

ρ = m / V

Veličina koja se proučava obično se označava slovom grčke abecede, IPO (ro).

Ako različiti dijelovi tijela imaju različite mase, tada se pomoću zabilježene formule može odrediti prosječna gustoća. U ovom se slučaju lokalna gustoća može značajno razlikovati od prosječne.

Kao što se može vidjeti iz formule, magnituda je izražena u kg / m³ u SI sustavu. Karakterizira količinu tvari koja se nalazi u jedinici njenog volumena. Ova je karakteristika u mnogim slučajevima zaštitni znak tvari. Dakle, za različite metale gustoća u kg / m3 je različita, što omogućuje njihovu identifikaciju.

Metali i njihova gustoća

Metalni materijali su krute tvari na sobnoj temperaturi i atmosferskom tlaku (jedina iznimka je živa). Imaju visoku duktilnost, električnu i toplinsku vodljivost i imaju karakterističan sjaj u poliranom stanju površine. Mnoga svojstva metala povezana su s prisutnošću uređene kristalne rešetke, na čijim čvorovima sjede pozitivne ionske okosnice, međusobno povezane negativnim elektronskim plinom.

Što se tiče gustoće metala, ona varira u širokom rasponu. Dakle, najmanje gusti su alkalni lagani metali poput litija, kalija ili natrija. Na primjer, gustoća litija je 534 kg / m³, što je gotovo upola manje od slične vrijednosti za vodu. To znači da ploče litija, kalija i natrija neće potonuti u vodi. S druge strane, prijelazni metali poput renija, osmija, iridija, platine i zlata imaju ogromnu gustoću koja je 20 ili više puta veća od vode.

Ispod je tablica gustoće metala. Sve vrijednosti odgovaraju sobnoj temperaturi u g / cm³. Ako se ove vrijednosti pomnože s 1.000, tada ćemo dobiti Internet u kg / m³.

Zašto postoje metali visoke gustoće i niske vrijednosti? Poanta je u tome što vrijednost koju ima za svaki pojedini slučaj određuje dva glavna čimbenika:

1. Značajka kristalne rešetke metala. Ako ova rešetka sadrži atome u što gušćem pakiranju, tada će njegova makroskopska gustoća biti veća. Najgušće pakiranje imaju FCC i GPU rešetke.
2. Fizikalna svojstva atoma metala. Što je veća njegova masa i što je manji radijus, to je veća vrijednost u vezi s oceanom. Ovaj faktor objašnjava zašto su metali visoke gustoće kemijski elementi s velikim brojem u periodnom sustavu.

Eksperimentalno određivanje gustoće

Pretpostavimo da imamo komad nepoznatog metala. Kako je moguće odredite ga gustoća? Prisjećajući se formule za internet, dolazimo do odgovora na postavljeno pitanje. Da biste odredili gustoću metala, dovoljno ga je izvagati na bilo kojoj vagi i izmjeriti volumen. Tada biste trebali podijeliti prvu vrijednost s drugom, ne zaboravljajući na upotrebu ispravnih mjernih jedinica.

Ako je geometrijski oblik tijela složen, tada njegov volumen neće biti lako izmjeriti. U takvim se slučajevima može koristiti Arhimedov zakon, jer će volumen istisnute tekućine kada je tijelo uronjeno biti točno jednak izmjerenom volumenu.

Na korištenju Arhimedovog zakona temelji se i metoda hidrostatskih Vaga, koju je krajem stoljeća izumio Galileo. Bit metode je mjerenje tjelesne težine u zraku, a zatim u tekućini. Ako je prva vrijednost označena kao ocean₀, a drugi je bio,₁, tada se gustoća metala u kg / m3 izračunava pomoću sljedeće formule:

ρ = P₀ * ρ_l / (P₀ - P₁)

Gdje je ρ_l - gustoća tekućine.

Teorijska definicija gustoće

Gornja tablica gustoće kemijskih elemenata crvenom bojom označava metale za koje je dana teoretska gustoća. Ti su elementi radioaktivni i umjetno su dobiveni u malim količinama. Navedeni čimbenici otežavaju njihovo precizno mjerenje gustoće. Međutim, veličina aposina može se uspješno izračunati.

Metoda teorijskog određivanja gustoće prilično je jednostavna. Da biste to učinili trebate znati masa jednog atoma, broj atoma u elementarnoj kristalnoj rešetki i vrsta te rešetke.

Na primjer, dajemo izračun za željezo. Njegov atom ima masu od 55,847 a.e.m. Željezo u sobnim uvjetima ima BCC rešetku s parametrom od 2,866 angstroma. Budući da postoje dva atoma po jednoj elementarnoj kocki BCC, dobivamo:

ρ = 2 * 55,847 * 1,66 * 10^-27 / (2,866³ * 10^-30) = 7,876 kg / m³

Ako ovu vrijednost usporedimo s tabličnom, jasno je da se razlikuju samo u trećem decimalnom mjestu.